河南省南阳市南阳六校2023-2024学年高一下学期6月期末考试物理试题

2023—2024学年（下）南阳六校高一年级期末考试 物理 考生注意： 1．答题前，考生务必将自己的姓名、考生号填写在试卷和答题卡上，并将考生号条形码粘贴在答题卡上的指定位置． 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑．如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号．回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效． 3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回． 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分．每小题只有一个选项符合题目要求． 1．1926年，爱因斯坦从泡茶中得到灵感，解释了河流弯曲的成因．他观察到如图1所示的奇特现象，在一杯水中加入茶叶，并不断搅动，茶叶会聚集到杯子的底部中心，而不会因为离心运动分散到杯壁附近．这是因为液体和茶杯间的摩擦，使得水杯中的水除沿水平方向的环流外，同时出现了如图2虚线所示的“二次流”——与旋转面垂直的一圈圈水流．M是水杯中轴线上的一点，N是与M点处于同一高度靠近杯壁附近的某点，O是杯底的中心．下列选项正确的是（ ） 图1 图2 A．M点水流速度方向沿MO向下 B．M点水流速度方向沿OM向上 C．N点水流速度方向竖直向下 D．N点水流速度方向沿NM向里 2．为庆祝元宵佳节，某地进行无人机燃放表演．如图所示，无人机上升至高度h处悬停后，开始沿同一水平方向喷射烟花弹．已知喷出烟花弹的速度v大小的范围为，假定每颗烟花弹的初始质量均为且燃烧速率（单位时间内质量的变化量）相同，烟花弹落地区域为危险区域，忽略空气阻力，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ） A．速度为的烟花弹在空中飞行的时间最短 B．危险区域的宽度为 C．每颗烟花弹落地前瞬间重力的功率都相同 D．每颗烟花弹落地前瞬间的机械能都相同 3．如图1所示为某修正带照片，图2为其结构示意图．修正带由出带轮，传动轮，收带轮，基带、出带口等组成．测量可知出带轮有45齿，半径为12 mm；传动纶齿数未知，半径为2.4 mm；收带轮有15齿，半径未知，下列选项正确的是（ ） 图1 图2 A．使用时，出带轮与收带轮转动方向相反 B．根据题中信息，可以算出传动轮的齿数 C．根据题中信息，不能算出收带轮轴心到齿轮边缘的半径 D．在纸面长时间匀速拉动修正带时，出带轮边缘某点的向心加速度大小不变 4．2024年江原道冬青奥运会短道速滑女子1500米决赛中，中国选手杨婧茹和李金恣利用“兔子战术”包揽冠亚军．图1是其比赛过程中的一段U形赛道，图2为其示意图，图中有①②两条路径，其中路径①的半圆部分半径为r，路径②的半径为2r．比赛开始时，李金恣沿路径①跟队滑行，杨婧茹沿路径②超越对手．若两人与冰面间的动摩擦因数均为μ，从M到M'和N到N'的过程中均以转弯时不侧滑的最大速率运动，下列选项正确的是（ ） 图1 图2 A．李、杨两人在圆弧部分的向心加速度大小不同 B李、杨两人路程之比为 C．李杨两人速率之比为 D．李杨两人所用时间之比为 5．2024年4月26日，神舟十八号载人飞船入轨后成功对接于空间站天和核心舱径向端口，形成如图所示的三船三舱组合体，神十七和神十八乘组胜利会师．已知飞船从空间站下方19米处，向上“追”着核心舱完成交会对接．组合体在距离地面400 km左右的轨道上运行，其运动视为匀速圆周运动，地球半径为6400 km，下列选项正确的是（ ） A．对接前，神十七的速度比神十八的大 B．对接前，神十七的加速度比神十八的大 C．对接后，神十八受到的万有引力约为其在地面时的倍 D．对接前后，三船三舱的总机械能不变 6．如图所示，“郑州之眼”摩天轮是一个集观光、娱乐和休闲于一体的地标性建筑．摩天轮悬挂彩色球形座舱，乘客随座舱一起在竖直面内做匀速圆周运动．已知乘客质量为m，座舱质量为M，座舱运动的半径为R，角速度为ω，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ） A．在最低点，乘客对座舱的压力大小为 B．座舱所受合力的大小始终为 C．摩天轮转动一周，乘客所受重力的冲量为零 D．摩天轮转动的过程中，座舱动量的变化率时刻变化 7．如图所示为一水平转盘，A、B两物块叠放在转盘上，已知A、B间的动摩擦因数为，B与转盘间的动摩擦因数为．初始时，物块均静止，现逐渐增大圆盘的角速度，下列说法正确的是（ ） A．若，则A、B始终相对静止，某时刻开始一起滑动 B．若，由于物块质量未知，无法判断A、B谁先滑动 C．物块所受的合力指向圆盘的轴心 D．摩擦力对物块不做功 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分．每小题有多个选项符合题目要求．全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分． 8．我国是世界上高铁运营里程最长、在建规模最大，运营动车组最多、商业运营速度最高的国家．高铁列车在启动阶段的运动可看作初速度为零的匀加速直线运动，则启动阶段描述列车动能、动量p与位移x、时间t之间关系的图像正确的是（ ） A． B． C． D． 9．如图所示是位于我国平潭外海的风力发电机．某时间段内该地区的风速是v，风向恰好与叶片转动的圆面垂直，叶片转动时有效受风面积为S且气流经过叶片后速度变为原来的．已知空气密度为ρ，下列选项正确的是（ ） A．单位时间内冲击叶片的气流体积为Sv B．单位时间内单位面积上冲击叶片的气流动能为 C．叶片受到的平均冲击力大小为 D．叶片受到的平均冲击力大小为 10．如图1所示，一物块叠放在足够长的木板上，初始时木板静止在粗糙水平面上，物块与木板保持相对静止．某时刻，给木板一初速度，图2为二者的v—t图像，图中v、、已知，长木板和物块的质量均为m．下列说法正确的是（ ） 图1 图2 A．物块与木板的位移之比可表达为 B．整个过程，因摩擦产生的总热量为 C．板块间与板地间的动摩擦因数比值可表达为 D． 三、非选择题：本题共5小题，共54分． 11．（7分）某同学用如图所示装置验证碰撞过程动量守恒．气垫导轨上固定有光电门1、2，外侧分别有A、B两个滑块，在两滑块碰撞的端面装上弹性碰撞架，滑块的上方装有完全相同的遮光条．请完成下列问题： （1）为完成实验，必须要测量的物理量有______（填正确选项序号）． A．遮光条的宽度d B．两滑块碰撞前的距离x C．光电门1、2间的距离l D．滑块A、B连同碰撞架及遮光条的总质量、 （2）接通气源，轻推一下滑块A，若其遮光片经过光电门1的时间比经过光电门2的遮光时间小，则应适当______（填“调高”或“调低”）气垫导轨的左端． （3）将两滑块置于气垫导轨两光电门外侧，轻推两滑块，使两者相向运动，依次记下碰撞前，滑块A经过光电门1的遮光时间为，滑块B经过光电门2的遮光时间为；碰撞后，滑块A经过光电门1的遮光时间为，滑块B经过光电门2的遮光时间为；取水平向右为正方向，若满足____________（用题中物理量的符号表示）时，则系统的动量守恒． 12．（8分）某同学受课后习题的启发，设计了如图所示的实验来验证机械能守恒定律．滑轮组下方悬挂质量相同的重物A、B，已知重力加速度为g，请完成下列问题： （1）为完成实验，还需要的器材有______（填正确选项序号）． A．天平 B．刻度尺 C．秒表 （2）按图组装好器材后，将B由静止释放，测出A上升的高度h及所用的时间t，若满足______（用题中字母表示），则验证了机械能守恒定律． （3）为提高实验精度，下列建议正确的有______（填正确选项序号）． A．滑轮要尽可能的轻且光滑 B．绳子要尽可能的轻 C．物块的质量越小越好 13．（11分）公园内一猴子通过漂浮在水中的竹竿渡河．它先以水平分量为的速度跳上静止在水面的竹竿，共速后立即以相同水平分量的速度反向跳回河岸，并再次以水平分量为的速度跳上竹竿．若猴子每次起跳时的速度都是相对于地面，忽略竹竿和猴子所受水和空气的阻力，猴子和竹竿的质量均为10 kg，求： （1）猴子第一次跳离竿后，竿的速度大小； （2）猴子和竿最终的总动能． 14．（12分）嫦娥六号于2024年5月3日成功发射，它将完成人类首次月球背面采样返回任务．嫦娥六号由轨道器、返回器、着陆器和上升器组成，在探月任务中，轨道器和返回器组合体留在绕月轨道上，着陆器和上升器组合体在月表着陆．图为着陆器和上升器组合体着陆模拟图，若着陆器和上升器组合体在反推火箭的作用下在距离月表高度很小且为h处短暂悬停，之后关闭发动机自由下落．已知着陆器和上升器组合休的总质量为m，地球质量为月球质量的p倍，地球半径为月球半径的q倍，地球表面重力加速度为g，不考虑地球和月球的自转．求： （1）着陆器和上升器组合体落地瞬间速度的大小； （2）悬停时，反推火箭产生的平均推力大小． 15．（16分）如所示，质量为m的小球A由经绳悬挂于O点，O是半径为R的四分之一粗糙圆弧轨道的圆心．静止时小球A对轨道恰好无压力．小球B从轨道最高点由静止释放，在最低点与A球发生弹性正碰．碰撞后A球绕O点做圆周运动且恰能到达最高点，B球落地点C到轨道最低点的水平离为，竖直距离为R．已知重力加速度为g，B的质量大于A的质量，两小球均可视为质点，忽略空气阻力，求小球B在圆弧轨道上运动过程中因摩擦产生的热量． 2023—2024学年（下）南阳六校高一年级期末考试 物理·答案 1~7题每小题4分，共28分，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的．8~10小题每小题6分，共18分，在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分． 1．答案 B 命题透析 本题以“二次流”为情景，考查运动的合成与分解，考查学生的物理观念和科学思维． 思路点拨 M点位于中轴线上，其合速度方向沿OM向上，故A错误，B正确；N点的水同时参与了水平面和竖直面的圆周运动，其合速度方向一定倾斜向下，故C、D错误． 2．答案 C 命题透析 本题以无人机然放为情景，考查平抛运动、功率和机械能守恒定律，考查学生的科学思维、科学态度与责任． 思路点拨 烟花弹做平抛运动，由可得飞行时间：，故每颗烟花弹在空中飞行的时间均相同，A错误；烟花弹落地的最远距离，最近距离，危险区域的宽度为，故B错误；由于每颗烟花弹的初始质量均为且燃烧速率相同，故落地前瞬间的质量也相同，设落地前瞬间烟花弹质量均为m，则重力的功率，故C正确；由于烟花弹的初速度不同，故落地前瞬间的末速度也不同，故D错误． 3．答案 B 命题透析 本题以修正带齿轮传动、同轴转动模型为情景，考查线速度、角速度、向心加速度的关系，考查学生的物理现念、科学思维． 思路点拨 使用修正带时，出带轮与收带轮转动方向一致，均为顺时针，故A错误；设传动轮的齿数为n，则，得，故B正确；设收带轮轴心到齿轮边缘的半径为r，则，得，故C错误；在纸面匀速拉动修正带时，由于带芯的半径逐渐减小，出带轮角速度变大，出带轮边缘某点的向心加速度逐渐增大，故D错误． 4．答案 D 命题透析 本题以短道速滑为情景，考查水平面内的圆周运动，考查学生的科学思维和科学态度与责任． 思路点拨 由牛顿第二定律可知，李、杨两人在圆弧部分的向心加速度均为μg，故A错误；由图2中几何关系可知，路径①路程，路径②路程，李、杨两人路程之比为，故B错误；由牛顿第二定律可知，即，则李、杨两人速率之比为，故C错误；由可得李、杨两人所用时间之比为，故D正确． 5．答案 C 命题透析 本题以神舟十八号飞船对接为情景，考查万有引力与航天，考查学生的科学思维和科学态度与责任． 思路点拨 由得，对接前，神十七的速度比神十八的速度小，故A错误；由得可知，神十七的加速度比神十八的小，故B错误；神十八在地面受到的万有引力，对接后受到的万有引力，则，代入数据可知C正确；为完成对接，神十八需点火加速，故总机械能增大，故D错误． 6．答案 D 命题透析 本题以郑州之眼摩天轮为情景，考查竖直面内的圆周运动、动量定理，考查学生的物理观念和科学思维． 思路点拨 在最低点，由牛顿第二定律，，由牛顿第三定律可知，乘客对座舱的压力，故A错误；座舱所受合力的大小始终为，故B错误；摩天轮转动一周，乘客所受重力的冲量，故C错误；由动量定理可知，座舱动量的变化率即为座舱所受的合力，大小不变，但方向时刻变化，故D正确． 7．答案 A 命题透析 本题以叠体转盘模型为情景，考查临界极值问题、变速圆周运动、动能定理，考查学生的科学思维． 思路点拨 A刚要滑动时，得；B刚要滑动时，得，若要A、B相对静止一起滑动，则需满足，解得，故A正确，B错误；物块做变速圆周运动，故所受合力不指向轴心，C错误；物块动能越来越大，由动能定理可知，摩擦力做正功，D错误． 8．答案 ABC 命题透析 本题以高铁列车启动为情景，考查动量定理、动能定理，考查学生的科学思维． 思路点拨 由，可知，，故A正确；由动量定理可知，动量的变化率即为物体所受的合力，故B正确；由动能定理可知，动能关于位移的变化率为物体所受的合力，故C正确；由，，可知，，故D错误． 9．答案 AD 命题透析 本题以风力发电为情景，考查流体问题、动能定理、能量守恒，考查学生的物理观念、科学思维、科学态度与责任． 思路点按 内冲击叶片的气流体积，则单位时间内冲击叶片的气流体积，故A正确；内冲击叶片的气流质量为，内冲击叶片的气流的动能为，单位时间单位面积内冲击叶片的气流动能为，故B错误（亦可用力学位制判断）；由动量定理，解得，故C错误，D正确． 10．答案 BCD 命题透析 本题以板块模型为情景，考查运动图像、牛顿第二定律、能量守恒定律，考查学生的科学思维． 思路点拨 物块的位移，木板的位移，则物块与木板的位移之比，故A错误；由能量守恒可知，摩擦产生的热量为，故B正确；对物块，由牛顿第二定律，得；对木板由牛顿第二定律，得，则，故C正确；由图像可知，板块速度相等之后未能相对静止共同减速，则，则，故D正确． 11．答案 （1）D（2分） （2）调高（2分） （3）（等价形式亦对3分） 命题透析 本题以一动碰一动为情景，考查验证动量守恒定律的实验，考查学生的科学思维和科学探究素养． 思路点拨 （1）为验证一动碰一动中动量守恒，必须测定两滑块的质量，故D正确；由可知，遮光条的宽度无需测量，故A错误；两滑块碰撞前的距离和两光电门间的距离无需测量，故B、C错误． （2）由题意可知，滑块做匀减速运动，说明气垫导轨左端过低，故应调高． （3）由（1）中分析可知，当时，系统的动量守恒． 12．答案 （1）BC（2分） （2）（4分） （3）AB（2分） 说明：（1）（3）每漏选一个扣1分． 命题透析 本题以滑轮组为情景，考查验证机械能守恒定律的实验，考查学生的科学思维和科学探究素养． 思路点拨 （1）设A上升高度h所用时间为t，此时A的速度为v，由可得；则B的速度为2v，由可得；由此可知，实验中需要用到的器材有刻度尺和秒表． （2）由（1）的分析可知，若，则系统的机械能守恒． （3）若滑轮粗糙且其质量和绳子质量不能忽略，则A、B系统的机械能将有一部分转化为内能和滑轮及绳子的机械能，从而为验证机械能守恒定律带来误差；若物块质量太小，则空气阻力的影响将不能忽略．综上分析，A、B正确，C错误． 13．命题透析 本题以猴子跳竿渡河为情景，考查动量守恒定律，考查学生的科学思维． 思路点拨 （1）设猴子第一次跳上竹竿后，二者共同的速度为 由水平方向动量守恒可知，解得 猴子第一次跳离竿后，竿的速度为 则由水平方向动量守恒可知，解得 （2）设猴子第二次跳上竹竿并与之共速的速度是 由水平方向动量守恒可知，解得 则猴子和竿最终的总动能 14．命题透析 本题以嫦娥六号探月为情景，考查万有引力定律，考查学生的科学思维． 思路点拨 （1）在地球表面，万有引力等于重力，可知 所以，代入数据得 着陆器从高h处自由落体，设落地时速度为v，则，可得 （2）悬停时，由二力平衡可知，反推火箭产生的平均推力 15．命题透析 本题以弹性碰撞为情景，考查平抛运动、圆周运动、牛顿第二定律、动能定理、动量守恒定律、能量守恒定律，考查学生的科学思维． 思路点拨 设小球B质量为M，滑到圆弧轨道最低点时的速度为，与轨道摩擦产生的热量为Q 由能量守恒可得 ① 在轨道最低点A、B两球发生弹性正碰，设碰后B球的速度为，A球的速度为，由动量守恒得 ② 由动能守恒得： ③ 小球A此后做圆周运动，设其在最高点的速度为 由机械能守恒得 ④ 在最高点由牛顿第二定律可知 ⑤ 小球B在碰撞之后做平抛运动，则 ⑥ ⑦ 联立①~⑦求解，可得，， 学科网（北京）股份有限公司 $$